[发明专利]一种注塑机温度同步控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种温度控制系统，具体涉及一种注塑机温度同步控制系统。

背景技术

随着社会的不断发展，塑料作为新型合成材料，与混凝土、钢铁，木材并称为四大工业材料。塑料只有诸多优良特性，如质地轻巧、耐水、耐化学腐蚀，塑料制品外形美观、便于加工安装，具有优异的电气特性及化学稳定性、优良的吸震和消声隔离作用，能很好地与金属、玻璃、木材及其它材料相胶结等。正是由于塑料具有诸多优点，广泛应用于国民经济各部门和日常生活中．塑料在材料结构中所占的比例正在逐年上升。

注射成型是加工塑料制品的主要方法之一，这种方法能制得外形复杂、尺寸精确和带有金属嵌件的制品，对各种聚合物加工的适应性强，易于实现全自动化生产，因此在塑料机械中占有很大比重。注塑产品的质量受高分子材料、模具、注塑机械和注塑工艺四个方面的影响。在注塑的高分子材料、模具和注塑工艺一定的情况下，注塑产品的质量直接由注塑机械的工艺参数控制精度决定。注塑的工艺参数包含各个注塑动作的速度、压力、注射时间、注射位置、冷却时间、料筒温度、喷嘴温度、模具温度等。

注塑成型最重要的工艺条件是影响塑化流动和冷却的温度、注射速度、压力以及注射量等。其中注塑机的料筒温度控制是注塑加工工艺中的关键控制工艺参数之一，熔体温度直接影响到熔体的流动性和比容等特性，进而影响加工产品的质量。而且若料筒温度太低，塑料在螺杆间产生不必要的剪切力，并因此产生冷固化，对机器造成损坏。温度过高时塑料分子间发生交联，会使组织疏松，产生发泡现象，尤其在精密注塑中更是不允许的。因此注塑机熔体的温度需要进行精确控制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种塑机温度控制系统，该温度控制系统能够大幅提高控制精度和稳定度。

本发明一种注塑机温度同步控制系统，包括位于料筒各段位置处的若干电加热器和相对应的若干温度传感器，该系统还包括多段料筒温度控制模块；多段料筒温度控制模块中包括：温度同步算法模块和与料筒段数相同的对应于每段料筒的PID控制模块；温度设定模块、前述各温度传感器通过信号线分别连接至对应的PID控制模块；各PID控制模块通过信号线经温度同步算法模块连接至前述各电加热器。

为了实现对温度信号的精确采样，上述控制模块采用24位AD采样芯片对热电偶的数据进行采样。

所述控制模块与上位机通过CAN总线进行通信连接。

所述控制模块设有调理电路，所述调理电路用于去除所述热电偶的电压信号中带有的干扰。

所述控制模块设有静电保护电路，用来防止静电击穿所述控制模块上的芯片。

本发明的温度控制过程包括以下步骤：温度传感器实时采集各段料筒当前实际温度值，传送至对应的PID控制模块；各PID控制模块内置计算程序，首先根据公式得到各段料筒的温度控制误差值；各PID控制模块根据公式计算对应段料筒电加热器原始的控制输出值；温度同步算法模块内置计算程序，根据公式得到各段料筒电加热器实际的控制输出值。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：使用该同步控制算法能够实现多段料筒温度的快速同步升温控制，在注塑机正常运行过程中，注塑机料筒温度误差超过设定误差范围时，也可以期待能够同步控制算法，实现注塑生产过程中的动态同步控制。采用该控制系统及方法不改变原来控制系统的硬件成本，大大提高了料筒温度控制的同步性。本发明温度控制系统可准确地控制冷却水的温度，缩短成型周期，解决变形、下陷等问题，避免困气现象，提高产品质量与强度。

具体实施方式

一种注塑机温度同步控制系统，包括位于料筒各段位置处的若干电加热器和相对应的若干温度传感器，该系统还包括多段料筒温度控制模块；多段料筒温度控制模块中包括：温度同步算法模块和与料筒段数相同的对应于每段料筒的PID控制模块；温度设定模块、前述各温度传感器通过信号线分别连接至对应的PID控制模块；各PID控制模块通过信号线经温度同步算法模块连接至前述各电加热器。

所述控制模块采用24位AD采样芯片对热电偶的数据进行采样。所述控制模块与上位机通过CAN总线进行通信连接。

所述控制模块设有调理电路，所述调理电路用于去除所述热电偶的电压信号中带有的干扰。

所述控制模块设有静电保护电路，用来防止静电击穿所述控制模块上的芯片。

使用热电偶进行温度采集然后传递至PID 控制模块，温度设定模块的信号也传送到PID 控制模块，所有各PID 模块获得控制输出后传送到温度同步算法模块，温度同步算法模块后输出控制每段料筒对应的电加热器，最后实现多段料筒温度的控制。为了实现对温度信号的精确采样，控制模块可采用24位AD采样芯片对温度进行精确采样。热电偶电压信号是差分信号，为了能实现精确的采样需要将电压信号偏置到采样范围，复杂的工业环境下采样端的静电保护也显得格外重要，因此控制模块设有用于去除所述热电偶的电压信号中带有的干扰的调理电路、用来防止静电击穿所述控制模块上的芯片的静电保护电路、以及用来采集冷端温度，对采样到的热电偶值进行冷端补偿的温度传感器。该温度传感器将测量的冷端温度转换为冷端电压，补偿到采样电压上，将采样电压与补偿电压相加后，得到热电偶的热端电压，根据热电偶分度表即可将热端电压转换为热端温度。利用设定值与采样值运算，产生开关时间，即系统将采样到的温度与设定目标温度相减得到温度偏差，并利用PID算法将温度偏差转换为电热丝开关时间，实现对料筒温度的精确稳定控制。